行空板K10的奇妙世界之探索陀螺仪的奥秘 简单

行空板K10的奇妙世界之探索陀螺仪的奥秘

课时：课时（45分钟）  

教材与硬件：行空板K10（内置速度传感器）、Mind+编程软件  

 一、教学背景与学情分析

1. 学科核心素养目标  

    信息意识：感知传感器技术在现实生活中的应用价值。  

    计算思维：通过数据采集与处理，理解“输入处理输出”的逻辑链条。  

    数字化学习与创新：利用图形化编程实现陀螺仪数据的可视化与交互。  

2. 学情分析  

    学生已掌握行空板基础操作（如LED控制、屏幕显示）。  

    对三维空间坐标系缺乏直观理解，需借助生活实例与实验降低认知难度。  

 二、教学目标

1. 知识与技能  

    能解释陀螺仪的作用及常见应用场景。  

    掌握通过Mind+读取行空板陀螺仪数据的方法。  

2. 过程与方法  

    通过“观察现象提出问题实验验证”的探究过程，理解陀螺仪工作原理。  

    经历完整的项目开发流程（需求分析→编程实现→调试优化）。  

3. 情感态度与价值观  

    感受传感器技术对现代生活的深远影响，激发创新意识。  

    培养严谨的科学探究态度和团队协作精神。  

 三、教学重难点

 重点 ： 陀螺仪的三维空间数据获取与解读。  

 难点 ： 理解XYZ三轴与实际运动的对应关系。   

 四、教学策略

1. 情境化教学  

    以“速度传感器”为项目主题，引导学生思考如何通过倾斜板子控制游戏角色。  

2. 实验探究法  

    通过分组实操，了解X、Y、Z三者的逻辑关系。  

五、教学过程设计

  <1>. 情境导入（10分钟）

 活动1：生活现象观察  

  1. 播放视频：无人机飞行、手机赛车游戏体感操控、平衡车自动调节。  

  2. 提问引导：“这些设备如何‘感知’自己的运动状态？”  

  3. 学生讨论，引出陀螺仪的作用。  

  活动2：实物感知  

  1. 分发行空板K10，观察陀螺仪模块位置（标注XYZ轴标识）（暂时只有两块行空板K10）。  

  2. 小组任务：尝试倾斜板子，猜测三轴对应的运动方向。  

 <2>. 原理探究与实验（15分钟）

 活动1：三维坐标系学习  

  1. 类比演示：用课本模拟飞行器（X轴：横滚，Y轴：俯仰，Z轴：偏航）。  

  2. 互动游戏：学生用身体动作模拟三轴运动（如向左倾斜→X轴变化）。  

< 3>. 编程实践（15分钟）

   1. 教师示范Mind+图形化编程：  

      添加“行空板K10”，了解XYZ轴数据模块。  

      使用“仪表盘”组件显示实时数值。  

  2. 学生实践：学会使用加速度传感器模块  

<4>. 总结与拓展（5分钟）

1. 知识梳理  

    陀螺仪核心功能：检测物体在三维空间中的旋转角速度。  

    技术延伸：陀螺仪与加速度计、磁力计的传感器融合（如无人机姿态控制）。  

2. 课后延伸任务（二选一）  

    生活调查：列举5种使用陀螺仪的电子设备，说明其具体作用。  

    创意设计：设计“智能计步器”。  

 六、板书设计

陀螺仪探秘之旅  

1. 感知旋转的秘密——XYZ三轴  

   X：横滚（左右倾斜）  

   Y：俯仰（前后倾斜）  

   Z：偏航（水平旋转）  

2. 数据会“说话”——编程翻译运动  

   挑战：体感交互  

3. 科技改变生活——从游戏到航天  

附课件